JPH06306544A - 高強度・非磁性の高耐銹性快削ステンレス鋼線材 - Google Patents

高強度・非磁性の高耐銹性快削ステンレス鋼線材

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JPH06306544A
JPH06306544A JP9618593A JP9618593A JPH06306544A JP H06306544 A JPH06306544 A JP H06306544A JP 9618593 A JP9618593 A JP 9618593A JP 9618593 A JP9618593 A JP 9618593A JP H06306544 A JPH06306544 A JP H06306544A
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JP
Japan
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present
cold working
rust resistance
strength
cold
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Pending
Application number
JP9618593A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhisa Takeuchi
和久 竹内
Mizuo Sakakibara
瑞夫 榊原
Wataru Murata
亘 村田
Takashi Matsui
孝至 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高MnのS快削ステンレス鋼における熱間加工
性、冷間加工性、非磁性および耐銹性の課題を解決した
高強度・安価な高耐銹性快削ステンレス鋼線材。 【構成】重量%で、C:0.07〜0.15、Si:
0.05〜1.00、Mn:7.00〜15.00、
S:0.06〜0.30、Ni:3.00〜8.00、
Cr:16.00〜20.00、Mo:0.50〜4.
00、Cu:0.30〜2.00、N:0.20〜0.
40、Ca:0.0040〜0.0100、Al:0.
003〜0.100を含有し、0≧1.6Cr+0.7
7Si+0.0128〔Mn〕−0.11Mn−Ni
−1.9Cu−24.5C−18.4N−20.6で、
17.5≦Cr+2.7Mo−0.25Mn−7Sを満
足するステンレス鋼線材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度・非磁性でかつ
耐銹性と冷間加工性および切削性(工具寿命)を必要と
する用途に利用される高Mnステンレス鋼線材に関する
もので、電子機器用シャフト材、精密機器部品等に利用
される。
【0002】
【従来の技術】電子機器用シャフト材は、表面疵および
磁性を嫌うことから高強度・非磁性および耐銹性に優れ
ていることが要求される。精密機器部材は、高精度加工
がなされることから冷間加工性および切削性(工具寿
命)に優れていることが要求される。これらのためにS
US304、SUSXM7、高N含有のオーステナイト
系ステンレス鋼に快削性成分であるS、Pb、Bi、S
e、TeおよびCa等を単独もしくは複合で添加した鋼
が実用化されている。特にS添加の快削鋼は、SUS3
03に代表され広く活用されている。しかし、切削性改
善成分、特にSにより熱間加工性が劣化する、高強度化
のため高度の冷間加工を施すと磁性を帯びてくる、加工
割れが発生する、また切削性改善成分により耐銹性が著
しく損なわれる等の解決すべき課題があり、これらの課
題の解決が切望されている現状にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高MnのS快
削ステンレス鋼の切削性改善成分による熱間加工性の劣
化、高度の冷間加工後の非磁性、高加工時の加工割れ、
切削性改善成分による耐銹性の劣化という課題を解決し
た安価な高強度・非磁性の高耐銹性快削ステンレス鋼線
材を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は熱間加工性、冷
間加工後の強度、磁性、冷間加工性、耐銹性および切削
性に及ぼす材料構成成分の影響を綿密に調査し、各課題
に対して優れた特性を有する材料を知見したことに基づ
く。すなわち、本発明は重量%で、C:0.07〜0.
15%、Si:0.05〜1.00%、Mn:7.00
〜15.00%、S:0.06〜0.30%、Ni:
3.00〜8.00%、Cr:16.00〜20.00
%、Mo:0.50〜4.00%、Cu:0.30〜
2.00%、N:0.20〜0.40%、Ca:0.0
040〜0.0100%、Al:0.003〜0.10
0%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からな
り、かつ下記1式に規定したαの値が0%以下の範囲に
あることおよび下記2式に規定するRの値が17.5%
以上の範囲にあることを特徴とする高強度・非磁性の高
耐銹性快削ステンレス鋼線材を要旨とするものである。
【0005】 α=1.6Cr+0.77Si+0.0128[Mn]2 −0.11Mn−N i−1.9Cu−24.5C−18.4N−20.6 ……1式 R=Cr+2.7Mo−0.25Mn−7S ……2式 以下に本発明の範囲を限定した理由を述べる。Cは伸線
加工後の強度および非磁性を確保するために、0.07
%以上添加する。過剰の添加は固溶化処理後の冷却過程
において炭化物が析出し、60%を超える冷間加工後の
延性を著しく劣化させる。このため、上限を0.15%
に限定した。
【0006】Siは脱酸のために添加する。0.05%
未満ではその効果がなく冷間加工後の延性を劣化させる
ため、下限を0.05%に限定した。また、過剰の添加
は冷間加工後の延性を著しく劣化させるため、上限を
1.00%に限定した。Mnは冷間加工後の強度を確保
するために7.00%以上添加する。過剰の添加はフェ
ライトを生成し易くさせることと、60%以上の冷間加
工後の延性を劣化させるため、上限を15.00%に限
定した。
【0007】Sは切削性の向上には重要な添加元素であ
り、特に工具寿命の改善には有効であることから、0.
06%以上添加する。過剰の添加は粒界偏析により熱間
加工性、冷間加工性および耐銹性を劣化させるために上
限を0.30%に限定した。Niは冷間加工後の非磁性
および延性を確保するために3.00%以上添加する。
過剰の添加は冷間加工後の強度を低くするため、上限を
8.00%に限定した。
【0008】Crは冷間加工後の強度、延性および耐銹
性確保のために16.00%以上添加する。過剰の添加
は固溶化処理後の冷却過程において炭化物を析出させ6
0%以上の冷間加工後の延性劣化と非磁性を害するた
め、上限を20.00%に限定した。Moは耐銹性確保
のために0.50%以上添加する。過剰の添加はフェラ
イトを生成させ、非磁性を害するため、上限を4.00
%に限定した。
【0009】Cuは冷間加工後の延性確保のために0.
30%以上添加する。過剰の添加は冷間加工後の強度を
低くするため上限を2.00%に限定した。Nは冷間加
工後の非磁性と高強度を得るために0.20%以上添加
する。過剰の添加は60%以上の冷間加工後の延性を劣
化させるため、上限を0.40%に限定した。
【0010】Caは切削性、特に工具寿命の改善に有効
であり、また、Sの粒界への偏析の抑制効果により熱間
加工性を改善するため0.0040%以上添加する。過
剰の添加は水溶性の高いCaSを多く形成し、耐銹性を
劣化させるため、上限を0.0100%に限定した。A
lは脱酸のために0.003%以上添加するが、過剰の
添加は介在物を増加させ、また、60%以上の冷間加工
を受けると延性が劣化するため、上限を0.100%以
下に限定した。
【0011】αは冷間加工後の磁性と構成成分の関係に
ついて調査した結果得られた関係式で、αが0%を超え
ると図1に示すように60%以上の冷間加工を施すと磁
性が認められるようになる。このため上限値を0%に限
定した。Rは冷間加工後の耐銹性と構成成分、特にS添
加量との関係について調査した結果得た関係式で、Rが
17.5%未満であると図2に示すように発銹が認めら
れるようになる。このため下限値を17.5%に限定し
た。
【0012】次に、本発明の優位性を実施例と比較例を
用いて、具体的に説明する。表1、表2(表1のつづ
き)に本発明例とその熱間加工性、冷間加工後の強度、
延性、冷間加工性、磁性、耐銹性および工具寿命を示
す。また、表3、表4(表3のつづき)に比較例の化学
成分とその熱間加工性、冷間加工後の強度、延性、冷間
加工性、磁性、耐銹性および工具寿命を示す。
【0013】いずれの供試材もステンレス鋼の通常の精
錬工程(例えば、電気炉または転炉溶解後真空或いはア
ルゴン/酸素脱C処理による精錬)で溶解・精錬後連続
鋳造により製造したビレットを分塊工程を経ずに、均熱
処理後またはそのまま線材圧延した。また、各特性の評
価は下記の方法で行い、目標を満たすものを良とした。
【0014】(1)熱間加工性 鋳造後の鋳片より10mmφ×110mmlの熱間加工
性評価試験片を作製し、1000℃において高速引張試
験を行った。その後、試験片の絞り値により熱間加工性
の評価をした。本発明における絞り値は、熱間圧延にお
いて割れを発生しない熱間加工性を確保することから6
0%以上とした。
【0015】(2)冷間加工後の強度および延性 5.5mm線径の線材を2mm線径まで伸線加工(7
0.2%冷間加工)後引張試験片を採取し引張破断させ
た。その時の引張強度と破断絞り値で評価した。本発明
材は強度1700N/mm2 以上で、かつ、絞り値40
%以上である。 (3)冷間加工性 5.5mm線径の線材を2mm線径まで伸線加工(8
6.8%の冷間加工)し、伸線破断の有無により冷間加
工性を評価した。本発明材は破断なく伸線可能である。
【0016】(4)磁性 5.5mm線径の線材を2mm線径まで伸線加工後透磁
率を測定し評価した。本発明材は透磁率1.05以下で
ある。 (5)耐銹性 5.5mm線径の線材を2mm線径まで伸線加工後加速
型塩水噴霧試験を行い発銹の有無により評価した、本発
明材は発銹しない。
【0017】(6)切削性 12mm線径の線材を表5に示す切削条件および判定基
準により評価した。本発明材を切削した場合、工具寿命
を200min以上である。本発明例No.1、2と比
較例No.25、26はCの影響を調査したものであ
る。Cが本発明範囲未満のNo.25は冷間加工後の強
度および透磁率が本発明例に比較し劣っている。また、
Cが本発明の範囲を超えるNo.26は冷間加工性が悪
く70.2%の伸線加工時に破断した。上記から本発明
の優位性が明らかである。
【0018】本発明例No.3、4と比較例No.2
7、28はSiの影響を調査したものである。Siが本
発明範囲未満のNo.27は冷間加工後の延性が本発明
例に比較し劣っている。また、Siが本発明の範囲を超
えるNo.28は冷間加工性が悪く70.2%の伸線加
工ができない。また、透磁率も劣っており、本発明の優
位性が明らかである。
【0019】本発明例No.5、6と比較例No.2
9、30はMnの影響を調査したものである。Mnが本
発明範囲未満のNo.29は冷間加工後の強度が本発明
例に比較し劣っている。また、Mnが本発明の範囲を超
えるNo.30は冷間加工後の延性、冷間加工性及び透
磁率に劣っており本発明の優位性が明らかである。本発
明例No.7、8と比較例No.31、32はSの影響
を調査したものである。Sが本発明範囲未満のNo.3
1は工具寿命が本発明例に比較し劣っている。また、S
が本発明の範囲を超えるNo.32は冷間加工後の延
性、冷間加工性および耐銹性に劣っており本発明の優位
性が明らかである。
【0020】本発明例No.9、10と比較例No.3
3、34はNiの影響を調査したものである。Niが本
発明範囲未満のNo.33は冷間加工後の延性が本発明
例に比較し劣っている。また、Niが本発明の範囲を超
えるNo.34は冷間加工後の強度が劣っており本発明
の優位性が明らかである。本発明例No.11、12と
比較例No.35、36はCrの影響を調査したもので
ある。Crが本発明範囲未満のNo.35は冷間加工後
の強度、延性および耐銹性が本発明例に比較し劣ってい
る。また、Crが本発明の範囲を超えるNo.36は冷
間加工後の延性、冷間加工性および透磁率が劣っており
本発明の優位性が明らかである。
【0021】本発明例No.13、14と比較例No.
37、38はMoの影響を調査したものである。Moが
本発明範囲未満のNo.37は冷間加工後の強度および
耐銹性が本発明例に比較し劣っている。また、Moが本
発明の範囲を超えるNo.38は冷間加工後の延性およ
び透磁率が劣っており本発明の優位性が明らかである。
【0022】本発明例No.15、16と比較例No.
39、40はCuの影響を調査したものである。Cuが
本発明範囲未満のNo.38は冷間加工後の延性および
冷間加工性が本発明例に比較し劣っている。また、Cu
が本発明の範囲を超えるNo.39は冷間加工後の強度
および冷間加工性が劣っており本発明の優位性が明らか
である。
【0023】本発明例No.17、18と比較例No.
41、42はNの影響を調査したものである。Nが本発
明範囲未満のNo.41は冷間加工後の強度および透磁
率が本発明例に比較し劣っている。また、Nが本発明の
範囲を超えるNo.42は冷間加工後の強度、延性およ
び冷間加工性が劣っており本発明の優位性が明らかであ
る。
【0024】本発明例No.19、20と比較例No.
43、44はCaの影響を調査したものである。Caが
本発明範囲未満のNo.43は冷間加工性および工具寿
命が本発明例に比較し劣っている。また、Caが本発明
の範囲を超えるNo.44は熱間加工性、冷間加工性お
よび耐銹性が劣っており、本発明の優位性が明らかであ
る。
【0025】本発明例No.21、22と比較例No.
45、46はAlの影響を調査したものである。Alが
本発明範囲未満のNo.45は熱間加工性が本発明に比
較し劣っている。また、Alが本発明の範囲を超えるN
o.46は冷間加工後の延性および冷間加工性に劣って
おり本発明の優位性が明らかである。本発明例No.2
3、24と比較例No.47、48はαおよびRの条件
を満足する本発明全元素の下限および上限の影響を調査
したものである。Rが本発明の下限未満のNo.47は
熱間加工性、伸線後の強度および冷間加工性、透磁率、
耐銹性、工具寿命が本発明例に比較し劣っている。ま
た、αが本発明の上限を超えるNo.48は冷間加工性
および透磁率が劣っており本発明の優位性が明らかであ
る。
【0026】比較例No.49はα値のみが本発明の上
限を超えるもので、冷間加工後の延性、冷間加工性およ
び透磁率が劣っており本発明の優位性が明らかである。
比較例No.50はR値のみが本発明の下限を未満のも
ので、冷間加工性および耐銹性が劣っており本発明の優
位性が明らかである。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【表5】
【0032】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、熱間加
工性、冷間加工後の強度および延性、冷間加工性、耐銹
性および切削性の課題を解決し、高強度・非磁性ステン
レス鋼線材を安価に供給することが可能であるから、本
発明は産業上裨益するところがきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】αと冷間加工率が透磁率に与える影響を示した
図である。
【図2】Rが耐銹性に与える影響を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 孝至 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C:0.07〜0.15% Si:0.05〜1.00% Mn:7.00〜15.00% S:0.06〜0.30% Ni:3.00〜8.00% Cr:16.00〜20.00% Mo:0.50〜4.00% Cu:0.30〜2.00% N:0.20〜0.40% Ca:0.0040〜0.0100% Al:0.003〜0.100% を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、か
    つ下記1式で規定されるαの値が0%以下の範囲にある
    ことおよび下記2式で規定されるRの値が17.5%以
    上の範囲にあることを特徴とする高強度・非磁性の高耐
    銹性快削ステンレス鋼線材。 α=1.6Cr+0.77Si+0.0128[Mn]2 −0.11Mn−N i−1.9Cu−24.5C−18.4N−20.6 ……1式 R=Cr+2.7Mo−0.25Mn−7S ……2式
JP9618593A 1993-04-22 1993-04-22 高強度・非磁性の高耐銹性快削ステンレス鋼線材 Pending JPH06306544A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000026428A1 (en) * 1998-11-02 2000-05-11 Crs Holdings, Inc. Cr-mn-ni-cu austenitic stainless steel
CN111020373A (zh) * 2019-11-12 2020-04-17 江阴康瑞成型技术科技有限公司 长疲劳寿命耐腐蚀304m2辐条用不锈钢丝及其制造工艺

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